액상화(Liquefaction) 현상 - 기구미 노트

 

기출문제

• 2023년 130회 1교시 5번 : 액상화 현상
• 2016년 110회 1교시 1번 : 액상화(Liquefaction)
• 2010년 90회 1교시 3번 : 액상화 현상
• 2003년 71회 1교시 10번 : 액상화(液狀化)

개요

1. 사질토에서 지진시 과잉간극수압 증가로 유효응력이 0 이 되어 흙이 물(액체)처럼 되는 현상
2. 액상화 현상은 부동침하, 지반이동, 지중 매설물의 부상 등을 발생 시킨다.

 

액상화 공식 (쿨롬의 법칙 보기)

 

액상화 발생 매커니즘

느슨한 모래지반<그림a> → 전단변형 발생 → 과잉간극수압 유발 → 입자가 서로 떨어져 물에 부유(액상화)<그림b> → 간극수 배출로 인한 과도한 침하발생<그림c>

 

액상화 현상의 문제점

1. 부동침하 발생
2. 지반의 이동
3. 지중 매설물 부상

 

액상화의 영향요소

밀도	입자가 조밀하게 가득 차 있을 수록 액상화 어려움
포화도	포화도 낮아 간국수에 공기가 포함되어 있는 경우 액상화 어려움
입도분포 및 입자크기	입도분포 균질한 세립토가 굵은모래보다 액상화 쉬움
유효상재압	모래는 내부 마찰각을 가지기 때문에 구속압력 늘면 액상화 저항 강도 증가
진동특성	순간적인 재하에서는 지층 전체에 동시에 액상화 발생
배수와 퇴적조건	배수조건이 좋을 경우 간극수압 소산에 유리하게 작용

 

액상화의 대책(액상화 영향요소를 제거)

1. 밀도증대 : 다짐공법으로 밀도를 크게하여 액상화 강도 증대
2. 간극수압소산 : 지진시 과잉간극수압을 소산, 쇄석말뚝 생성 등
3. 고결 : 사질지반내 시멘트 등의 안정재료를 혼합하여 지반을 고결
4. 유효응력 증대 : Deep Well공법으로 지하수위를 내림
5. 치환 : 액상화가 발생하지 않는 재료로 치환

연관문제

흙의 전단강도 - 표준관입시험 - 말뚝의 시간경과 효과 - 내진,면진,제진

 

참고문헌(출처)

• 지진에 의한 액사화 평가 및 보강대책 / 권오순
• 말뚝기초 주변지반 액상화 방지를 위한 그라우팅 적용 사례연구 / 강준오
• 구조물의 기초공사 / 이장덕